颠覆认知：原来花草树木，既能听声，还会 “尖叫”

在夏天的树林里，如果你闭上眼睛，会听到风吹过树叶的沙沙声，鸟儿的鸣叫，还有远处的蝉声。人类和动物能感受到这些声音并不奇怪，但一个看似天真的问题，却让科学家困惑：植物能“听见”声音吗？

传统印象中，植物是沉默而被动的。它们没有耳朵，没有神经，也不会像我们一样对声波作出反应。但近几十年的研究逐渐揭开一个出人意料的事实：植物虽然没有长耳朵，却能感知声波的振动，并把它转化为生理信号，甚至改变自己的行为。

换句话说，植物并不“聋”。让我们觉得安静惬意的夏日森林，在植物的感官里，这可能是一个充满了信号、警告和诱惑的嘈杂世界。

夏日树林（图片来源：Freepik）

蜜蜂的嗡嗡声，让花朵变甜

2019 年的一项研究发现，海边月见草的花朵能够“听见”蜜蜂飞行的声音，并迅速做出反应来“讨好”这些可以帮助授粉的昆虫。

研究人员用激光测量发现，当播放蜜蜂飞行的嗡嗡声，或者频率相似的人造声音时，海边月见草的花瓣会像“卫星天线”一样共振，捕捉到蜜蜂翅膀发出的特定频率。

在“听见”蜜蜂声音的短短3分钟内，花朵中的花蜜含糖量平均增加了20%，仿佛在用甜味招揽“客人”停留。这样的功能，使花朵只需要在最关键的时刻集中产生最甜的蜜，既节约了能量，又大大提高了传粉成功的概率。

食蚜蝇为月见草花朵授粉（图片来源：花植网）

更有趣的是，这些花朵不仅能“听见”声音，还能通过声音辨别是谁。它们只对与蜜蜂振翅的声音类似的低频声音有反应，当科学家为它们播放高频声波，例如蚊子振翅的声音时，就不会有这种效果。

声音，也是警觉的信号

声音对植物的影响并不局限在花朵。如果说海边月见草变甜是让我们看到了植物对声音的“外在行为”，那么下面这项研究，则是带我们钻进了植物的细胞内部，去看当声音响起时，植物体内究竟发生了什么样的“微观风暴”。

这篇论文的研究对象是植物界的“小白鼠”——拟南芥。

拟南芥。这是一种植物实验室中常用的模式植物，对它的研究彻底改变了我们对被子植物遗传学、细胞学和分子生物学的理解。（图片来源：维基百科）

科学家让拟南芥分别听了250, 500, 1000, 2000, 3000 Hz等不同频率的声音，音量控制在80分贝，大约相当于嘈杂的街道或大声说话的音量。他们发现，外界的声音，尤其是500hz的频段，能够让它们的光合作用加强，体内免疫相关物质的水平也增多。

科学家分析，这种声音对植物来说，可能听起来类似毛虫正在咀嚼叶子。也就是说，虽然植物还没有受伤，但它们能区分环境中“危险的声音”，并提前进入防御状态，就像听到敌人接近的警报一样。

除此之外，科学家还研究了它们“听见”声音的机制。当植物听到声音时，它们体内被激活的基因中，有很多是“触碰反应基因”，就好像是含羞草感受到了我们的手指一样。植物没有长耳朵，它们是靠细胞骨架和细胞膜来感受声波带来的微小震动。在植物看来，声音其实就是空气对它的“抚摸”。

番茄的“尖叫”：植物也不是“哑巴”

声音不仅是外部的信号，植物自己也会发出“声响”。2023年，《细胞》杂志发表的一项研究中，科学家用特殊的超声麦克风监测番茄和烟草发出的声音。

当这些植物在健康的时候，它们很“安静”。但当它们遇到生存压力，如受到干旱或切割伤害时，会发出频率在 20–100 千赫兹的超声波。

虽然人耳听不见这些声音，但实验设备能够捕捉到清晰的“噼啪声”。这些声音并不微弱，它们的音量大约为65分贝，相当于两个人正常交谈的音量大小。换句话说，植物在“叫喊”，只是与我们不能“同频沟通”。如果我们有蝙蝠的耳朵，走进一个干旱的番茄大棚，可能会觉得那里吵得像个闹市区。

实验过程示意图（图片来源：《细胞》杂志（Cell），2023）

这些声音从哪里来？ 研究人员认为，这些声音很可能是由“气穴现象”引起的。当植物受到压力时，输送水分的木质部导管内会形成气泡并爆裂，从而产生震动波，被我们捕捉为“噼啪”声。

显微镜下的植物细胞（图片来源：维基百科）

不仅如此，进一步分析发现，不同的生存威胁还会导致声波模式不同：缺水时声音较为规律，而切割时则更加急促。研究人员训练了一套机器学习算法，它仅仅通过分析声波的模式，就能以 70%的准确率分辨出这株植物究竟是“渴了”还是“受伤了”。

这意味着，植物发出的声音携带了具体的信息。科学家猜测，有没有可能，周围的其它植物也能“听懂”这些声响，从而提前意识到可能的生存威胁，调整自己的行为？

这一发现让人重新思考植物社会的复杂性。原来，在我们感觉寂静的草地和树林里，可能充满着植物之间的“对话”。植物不是静止的雕塑，它们是敏感、活跃、甚至有点“吵闹”的生命体。

生长繁茂的树林（图片来源：维基百科）

过去我们在谈论植物时，往往关注空气、水和土壤，但是被我们忽视的声音背景，或许有着比我们想象的更大的作用。

人类社会的噪音轰鸣，是否掩盖了植物想“听见”的关键信息？而我们又能否利用植物的这些特性，创造出让它们最“舒服”的声场，帮助它们生长呢？在“植物声学”这门新兴的学科中，有许多这样的问题还等待解答。或许，对植物来说，大自然本身就是一首不断演奏的乐曲，而它们既是乐曲的聆听者，也是参与者。

撰稿/张一凡

参考资料：
[1]. Ecology Letters → Flowers respond to pollinator sound within minutes by increasing nectar sugar concentration
[2]. Scientific Reports → Exposure to Sound Vibrations Lead to Transcriptomic, Proteomic and Hormonal Changes in Arabidopsis
[3]. cell → Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative
[4]. Trends in Plant Science → Sound perception in plants: from ecological significance to molecular understanding

（本文在科普新媒体平台“蝌蚪五线谱”首发，经授权多平台推广）